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一塊玻璃是如何“千錘百煉”變身為液晶顯示屏的?

TCL武漢華星光電大揭秘:玻璃晉升顯示屏的奇妙旅程
來源:長江日報 更新日期:2021-12-04 作者:佚名

    一塊毫不起眼的玻璃,搖身一變,成為價值千金的液晶顯示屏。在東湖高新區的武漢TCL華星,是武漢“光芯屏端網”萬億產業陣列中的重要成員,這里每天都上演著玻璃晉升顯示屏的奇妙旅程,但比奇妙旅程更奇的,是這個車間幾乎沒有一個人。

    近日,長江日報記者經過特許,走進武漢TCL華星無塵車間,探訪第六代LTPS(低溫多晶硅)液晶顯示面板智能生產線(t3項目)。

    走進建筑面積約40萬平方米,相當于五六個足球場大小的巨無霸廠房,穿上嚴實的連體無塵服,洗手烘干,戴上手套后再次洗手烘干,踩過粘塵墊,穿過風淋室吹風除塵后,液晶面板生產線映入眼簾:約10米高的廠房因光照顏色的不同,被分為白光區和黃光區,一眼望不到頭,一臺臺大型先進設備擺放在無塵車間內。

    相比傳統生產車間火花飛濺、機械轟鳴的嘈雜環境,TCL華星的生產車間像一個圖書館。潔凈的廠房,大型智能化機臺,極少數的操作工人,整個車間既安靜又潔凈。

    在白光區,一塊塊1.5米×1.85米的玻璃被機械手臂運送到一臺臺設備里,通過準分子激光退火等手段,將非晶硅結構的玻璃基板變為多晶硅結構。“這里有核心的低溫多晶硅技術。整個處理過程都是在近600℃的高溫中完成。你看,準分子激光退火程序就是在那個黑色的機器里完成。”陪同記者的制造部工程師指著其中一臺設備說。

    經過成膜處理的玻璃基板被送入黃光區。“曝光是液晶顯示屏的核心工藝。為了防止廠房內照明用的白燈中的藍光造成光阻膠提前曝光,需要在黃色燈光下完成。”工程師解釋說。

    在這里,記者看到一條寬約5米的傳輸主通道,一輛輛自動運輸車不停穿梭,通過布滿工廠的軌道,將玻璃基板按照設計程序送入不同的區域。“顯示屏生產程序多,精細化程度高,不可能人工搬運。這里的搬運靠1000多臺自動化設備和600多個機械臂來完成。”

    接下來,玻璃基板在不同區域、不同機器中穿梭,依次完成清洗、鍍膜、涂光阻、曝光、顯影、蝕刻、去光阻等100多道生產工序,被層層疊疊覆蓋十幾層“膜”,顯示屏里最核心的部分就做成了。再經過覆蓋彩色玻璃基板、填充液晶等多道工藝,做成一塊液晶顯示面板。之后,根據客戶需求,液晶顯示面板被切割成不同尺寸,然后走出TCL華星,被發往手機制造工廠。

    “能肉眼看見動的多半是機械手臂等傳輸設備,大多數工序都在機器設備里面完成,除了檢查玻璃基板外觀是否存在問題的環節,幾乎不需要人工操作。”工程師介紹說。這也正是“無人工廠”的特點——實現生產全過程的智能自動化,生產設備加工過程中無需專門人員值守。

    讓人開眼界的,并不只是高度的智能自動化。

    在TCL華星廠房里,記者發現,屋頂和地面都鋪滿了白色的隔板。仔細看,天花板和地板上都布滿了細小的孔。除了機器,廠房內看不到一根管線。

    原來,地板下有架空層,管線都布放其間。這里面還有空氣凈化系統,灰塵被地板上的細孔吸入管道,經過凈化處理后排出,天花板上的細孔則送入凈化過的空氣。這一切,都是為了潔凈度,部分區域潔凈度超過ICU(重癥監護病房)。

    “生產液晶面板,對潔凈度和平整度的要求極為苛刻。廠房越潔凈,生產出來的屏幕能達到的精密度也就越高。”工程師介紹說。

    這背后,是TCL華星高額的投入,特別是先進設備的投入。比如用于曝光的設備每臺高達億元以上;第6代LTPS(低溫多晶硅)液晶顯示面板生產線(t3項目)和柔性LTPS-AMOLED顯示面板生產線(t4項目)總投資達585億元。

    更重要的是,TCL華星自組研發團隊全力研發專利技術。2014年落戶武漢的TCL華星光電成為我省首家發明專利單年申請量突破千件的企業,目前其發明專利申請總量連續6年位居湖北省第一。

    玻璃晉升液晶顯示屏的奇妙旅程

01  啟程

    玻璃被機械手臂運送到設備里,通過準分子激光等手段,將玻璃基板變為多晶硅結構。

02  穿梭

    玻璃將在不同區域不同機器中穿梭,依次完成清洗、鍍膜、涂光阻、曝光、顯影、蝕刻、去光阻等100多道生產工序。

    曝光蝕刻人員搬運MASK Case(金屬掩膜板),其是液晶顯示面板生產所需要的消耗性核心零部件,比紙還薄。

04  檢測

    用偏振鏡對生產完成的液晶顯示面板進行LCI光箱檢測。

05  液晶滴落

    液晶滴落在薄膜晶體管基板上。

06  復判

    制作完成的液晶顯示面板出廠前最后一道工序就是通過白、紅、藍等光進行點燈復判,看是否還有瑕疵。

07  出廠

    根據客戶需求,液晶顯示面板被切割成不同尺寸發往手機制造工廠。

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